【技术】炼钢工艺主要设备及工艺简介

炼钢的主要任务

炼钢的主要任务是将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢，并使其具有一定的物理化学性能和力学性能，主要的任务概括为“四脱、两去、两调整”。

 

四脱：脱碳、脱硫、脱磷、脱氧；

两去：去除有害气体、去除有害杂质；

两调整：调整钢液温度，调整合金料成分。

(1)脱碳并将其含量调整到一定的范围

钢中含碳量增加，则硬度、强度、脆性都将提高，而延展性能将下降；反之，含碳量减少，则硬度、强度下降，而延展性提高。所以，炼钢过程必须按钢种规格将碳控制到一定范围内。

(2)去除杂质，主要包括：

• 脱磷、脱硫：对绝大多数钢种来说，P、S均为有害杂质。P可引起钢的冷脆，而S则引起钢的热脆，因此，要求在炼钢过程中尽量除之。

• 脱氧：由于在氧化精炼过程中，向熔他输入大量氧以氧化杂质，至使钢液中洁入一定量的氧．它将大大影响钢的质量。因此，需降低钢中的含氧量。一般是向钢液中加入比铁有更大亲合力的元素来完成(如A1、Si、Mn等合金)。

• 去除气体和非金属夹杂物；钢中气体主要指镕解在钢中的氢和氮。非金属夹杂物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它们所形成的复杂化台物。在一般炼钢方法中，主要靠碳—氧反应时产生CO气泡的逸出，所引起的熔池沸腾来降低钢中气体和非金属夹杂物。

(3)调整钢液成分和温度

为保证钢的各种物理、化学性能，除控制钢液的碳含量和降低杂质含量外，还应加入适量的合金元素使其含量达到钢种规格范围。为完成上述各项任务并保证钢液能顺利浇注，必须将钢液加热并保持在一定的高温范围内，同时根据冶炼过程的要求不断将钢液温度调整到合适的范围。

(4)将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯

通过模铸或连续铸钢方法，将钢液浇注成各种不同形状和不同断面尺寸的、质量良好的钢锭或钢坯。

炼钢炉渣的作用炉渣是炼钢过程中的必然产物，又是实现一系列重要冶金反应的基本条件。

炼钢的主要设备

1、铁水预处理站

铁水预处理主要对铁水进行脱硫扒渣处理为后续转炉炼钢、精炼提供合格的铁水，同时它也是调节高炉和转炉之间供求的主要设备，铁水在混铁炉中储存、混匀铁水成分和均匀温度。

2、转炉

转炉是现代钢铁中最主要的设备，世界绝大多数钢厂都是转炉生产钢水，其他部分短流程、特殊钢等可能采用电弧炉等炼钢设备。

转炉以铁水和废钢为原料，并向铁水内部吹入氧气，使铁水中杂质和碳元素氧化，并以吹入的高压气体带动铁水流动，起到夹杂物上浮、铁水脱碳等作用，一般高炉铁水的碳含量在4%左右，转炉就是脱碳的重要环节。

 

3、精炼炉

精炼炉一般是指炉外精炼设备，近30年来炉外精炼出现过30多种，炉外精炼的主要作用是提高钢水质量，扩大品种范围，优化冶金生产流程，提高生产效率。

当代主要的精炼设备有LF和RH精炼炉，RH精炼炉主要功能是去除钢水中的有害气体和杂质，进行深度脱碳，LF炉具有升温、脱硫、脱氧合金化等功能。

4、连铸

连铸是通过连铸机将钢水连续的铸成钢坯，然后送至后续的轧钢生产线轧制成材。

连铸工序示意图

连铸机主体设备示意图